影响潜油电泵机组失效因素分析及对策

影响潜油电泵机组失效因素分析及对策

葛艳艳翟迎新

（胜利油田桩西采油厂山东东营257237）

摘要：电动潜油离心泵属于无杆泵抽油设备，其地面设备简单、且排量大，易管理的优点广泛的应用与采油生产中。但同时也存在着造价昂贵、维护作业成本费用高的缺点。本文主要从现场生产的角度出发，对导致电泵机组失效的因素进行深入细致的分析，并针对性的提出了一些相应的技术对策措施。

关键词：电泵机组；失效因素；对策措施

一、引言

通过对桩西采油厂采油管理二区近两年失效电泵井的调查与分析，对影响电泵机组生产周期的各项因素进行了研究，并在此基础上提出了电泵井日常管理中，为延长电泵井检泵周期而必须的一些维护措施。

二、电泵机组失效因素分析

1.停井次数多、停井时间长

（1）停井次数多，保护器呼吸频次增加，容易导致保护器失效

电泵井每停机一次，电泵保护器由于热胀冷缩，发生呼吸一次，部分井液随之进入保护器，电机保护器的主要作用是使电机内腔压力与沉没度下的井筒压力相平衡，防止井液进入电机，当电机润滑油受热膨胀时，减轻电机内的压力，当电机润滑油漏失时，及时给予补偿。因此，电泵井停井次数多，造成电泵保护器多次呼吸，大量井液进入保护器腔内，造成电泵保护器失效，保护器内的井液随之进入电机内，破坏电机绝缘。长时间运行的机组，不能承受大电流和过电压的冲击。

（2）停井时间长，开机时易过载停机

目前，由于油田进入开发后期，井液中含有的物质呈现多样化，比较典型的例如：油井出砂导致的井液含砂以及管线、井筒和管柱由于受井液腐蚀而形成碎屑和结垢物。这些物质的比重相对油水要大，在电泵井正常生产，大排量举升液体时，杂物随井液排出井筒，但当电泵井停井时间较长时，单流阀上沉积大量杂物，由于比重大于油水，在开井瞬间，杂物落入离心泵内，另外，停井后，离心泵导壳中也沉积部分砂粒和碎屑，上部油管结蜡油套环空也容易形成死油，在开井时极易造成过载，导致电泵失效。

（3）频繁启动电泵对井下机组影响

每启动电泵一次，井下电机会加以电机额定电流的2.5-8倍的冲击电流，在几秒钟后电机才会全速运行。电机扭矩突然增大时，对泵的机械冲击较大，在冲击扭矩作用下，极有可能使机组的连接螺栓剪断，使机组落井。而且每停一次泵，就要在电泵供电系统中（电机电缆头及井口电缆）产生放电反冲击，这种高压放电对电机及电器设备破坏性很大。所以要尽量减少启动电泵次数，延长电泵使用寿命。

2.机组新旧

旧机组指投入使用一定周期后，经修复再次使用的电泵机组，旧机组质量很不平衡，主要是由于如果该旧机组的前一使用周期较长，再次使用时，其绝缘性就会相对较低，可靠性也相对变差。特别是在频繁开井时，由于开井时的瞬间电流是正常生产时的3-4倍，高电流对电器部分的绝缘性要求较高，因此容易造成电缆击穿、机组烧的事故发生。在2016、2017两年中，电泵井失效10井次，其中，旧机组失效8井次，新机组失效仅2井次。因此，从失效频率来看，旧机组的失效机率（80%）大于新机组的失效机率（20%）。

3.单流阀失效

目前所用单流阀使用寿命较短，单流阀失效后，停井时形成倒灌，导致结垢物和碎屑物堵死单流阀，或沉积在离心泵导壳中，开井时，造成电机过载或电缆击穿。

另外，井下单流阀损坏给离心泵带来很大威胁，主要是停井后，干线中的液体倒流，造成产量损失，也导致电机高速反转损伤。

4.井液腐蚀

随着油田开采程度的提高，据井口取样分析，从失效的6口电泵井平均矿化度达到了21038mg/L，化学腐蚀是十分严重的，特别是零件表面强化层局部磨损后，在化学腐蚀和电化学腐蚀的双重作用下，出现点蚀，使腐蚀速度进一步加快，将机组外壳或防倒块腐蚀失效而倒井。

5.井液含砂

井液含砂对电泵机组生产周期的影响主要集中在2个方面：

（1）井液中含砂对离心泵叶轮和导叶、泵壳造成磨损，与井液腐蚀共同导致叶轮磨损或泵体刺穿。

（2）井液含砂导致分离器壳体断裂。由于分离器叶轮驱动井液高速旋转，井液携砂导致分离器衬筒逐渐腐蚀穿，分离器衬筒腐蚀穿后，井液作用于分离器外壳，最后造成分离器断裂。

6.电网电压波动

电网电压的瞬间波动，使井下电机工作电压不稳定，从而导致电机磁场遭到破坏，产生部分反向磁场，使电机正转矩降低、电机转速减少，导致离心泵泵效降低。另外，电泵机组长时间在井下运转，电缆和机组的绝缘性是随着时间的延长而降低的，绝缘性降低后，电网电压波动，会直接造成电缆击穿或者机组烧。从安装的电流记录仪的卡片可以看出，有6口井存在电网电压波动的现象。

三、预防电泵机组失效的对策措施及效果

1.设计方面

严格控制电泵井沉没度。通过与地质、注水结合，掌握地层能量变化，严格控制电泵井沉没度在400m，减轻沉没压力过大对电泵机组的影响。

2.电泵井日常维护方面

（1）平时管理中减少停井次数和停井时间

①在线路改造和管线维修时，加强组织，尽量缩短电泵井的停井时间。

②、停井时间在1-2小时以内的油井采取打回流的措施，减少停井次数。

③、在单井穿孔时，严格执行带压打卡子的规定，或者采取罐车拉油的办法，减少停井次数。

（2）对过载停机、和故障停机时，岗上人员不允许擅自开机，必须经过关技术人员查明原因后方可开机。

（3）对所有电泵井安装井口单流阀。防止停井时地面管线内的液体携带杂物倒灌，导致开井时过载停机。

（4）对井液含砂高于0.5‰的电泵井制定停井后洗井开井和定期洗井相结合的方法，减少井液含砂对电泵井正常生产和停井后开机的影响。

（5）尽量避免同时启动负荷大的、注水泵、电器设备。

（6）对于漏失井可以在地层能量大、含砂量小的电泵井中，通过在井下管柱中加入单流阀和防顶管柱，在洗井时，使洗井液只能在防顶以上的井筒内循环，避免漏失，造成污染地层。